台中市公共管線資料庫...

1

台中市政府建設局

台中市公共管線資料庫建置經驗與更新維運模式

報告人：台中市政府建設處處長王誕生

2

簡報大綱

壹、台中市公共管線資料庫簡介

貳、台中市政府公共管線資料庫五項主要特點

參、台中市公共管線資料庫更新維運

肆、系統展示

伍、結論

3

一、工作目標

公共管線資料庫項目含括電信、電力、自來水、下水

道、瓦斯、水利、輸油與綜合等八大類管線，台中

市政府自八十八年起配合中央補助款陸續建置各期

公共管線資料庫，歷經五期(88年-92年)分期分項進

行「資料調查」及「系統開發作業」，將整合八大

管線資料庫列為市府建置之主要工作目標。


4


「台中市公共管線資料庫」系統主要功能如下：

1、強化資料交換機制與資料庫架構，以達管線資訊共

通共享之理想。

2、整合道路申挖作業，提供資料共享介面，使系統具

備簡易快速之資料更新功能。

3 、建構完整之管線資料交換體制，提昇管線單位參與

公共管線資料庫建置意願。

二、系統功能

5


分期作業項目包含資料調查建置及系統設計兩類，自八

十八年度起分五期實施(88年-92年) ，總經費約1億2千萬

元，作業成果除完成台中市五百分之一管線資料調查底圖

外，並完成台中市公共管線資料庫基礎更新系統建置作業

。

三、分期計畫作業方式

系統建置方式以建設處挖路中心『管線竣工圖管理系統』

為公共管線資料庫資料更新的主要架構，利用管線單位

申挖的管線資料，配合管線設計、管線施工及管線竣工

等結算流程，整合成為單一套系統。

6


7

採GML語言建立管線資料交換格式

採衛星定位系統測繪管線實際座標

以物件式地理倉儲方法建立管線系統

使用竣工結算系統萃取管線圖資

建立三度空間地理資訊之架構

貳、台中市政府公共管線資料庫主要特點

8

一、採衛星定位系統測繪管線資料

主要特點


各類管線埋設於道路底下，如果缺乏精確位置則雖

有管線圖資，亦可能造成誤挖情形發生。

目前之管線工程特性包含大、小型工程性質，如立即

辦理測量圖資建置，恐造成測量費用高於施工費用之

情形。

建立GPS基站之RTK測量環境可提供圖根點佈設工具，

使控制點不落地讓管線測量機制運作。

9


主要特點


台中市已具備「無線多主站網路即時動態測量服

務RTK( Real-Time Kinematic Surveying)」環

境。

目前已完成六處固定衛星接收基站,提供後處理靜

態測量具(Static Surveys) 1~2 cm定位精度服

務。

管線量測GIS調查定位服務提供DGPS差分求解至

50cm 定位精度,對建置作業提供絕對參考座標。

10

台中市衛星定位系統測量基站分佈圖

大度山衛星定位參考站

都會公園衛星定位參考站

大坑山衛星定位參考站

地政事務所參考站

11


主要特點


台中市自八十六年起實施道路管線工程統一挖補,管線埋設後,即要求包商採用RTK方式測繪圖資,並使用電子紀錄器儲存測點,供電腦自動展圖,此方式提高管線圖資精度並使空間資料庫具備TWD97座標值。

在管線管理已經邁入三度空間管理模式之時代,對於水準高程的引測,亦迫切需藉由GPS衛星定位系統提供相同功能,

因此,台中市亦完成「台中市大地起伏模式」,藉由GPS衛星定位系統取得工程所需之高程數值,因此未來在本市將可獲得三度空間之管線圖資,邁入三度空間時代。

12

台中市衛星定位系統測量基站分佈圖

無線電天線

G P S 接收天線

橢球高與正高及大地起伏之關係示意圖橢球高與正高及大地起伏之關係示意圖

HhN

GPS正高

大地起伏

RTK衛星定位系統發射基站

衛星基站正高測量作業

13

二、使用竣工結算系統萃取管線圖資

主要特點


竣工結算資料具備精確座標圖資及屬性資料，運用萃

取圖形技術，將管線圖資取出轉成GML格式。

交付管線單位編入單位代碼（即外部屬性資料）後，

透過網路上傳市府公共管線資料庫,即為本市公共管線

資料庫資料更新主要方式。

本法已經跳脫傳統以CAD製作管線結算資料的思維，其

優點使原流程「管線設計」、「管線結算」及「地理

資訊系統」等三個步驟之繪圖部分簡化成一次成圖，

不需一圖三畫，大幅降低人為錯誤率並提高資料精度

及相對附加價值。

14


主要特點


市府代辦的管線統一挖補工程之廠商，需將完工竣工圖測量成果轉匯給管線單位，並由管線單位依據竣工圖將資料分為外部資料與內部資料之來源。

內部資料係供應該管種管線單位對於管理管線所需之座標資料,包含管線屬性、座標位置及管線埋設資料等，均可在竣工圖資中加值應用。

外部資料則需經管線單位確認後，將資料更新匯入設於市府之公共管線資料庫，對外告知該段管線位置，以避免管線遭誤挖導致發生公共災害。

15

收件掛號

案件分類道路工程案件（不計申挖面積）管線工程案件（個別、聯合、搶修）

管線協調預審審核核發許可

退件

道路工程案件（免繳費）

管線工程案件（統一挖補作業）

搶修工程案件（申請單位自辦或補辦申請）

繳交代辦工程費派工（不含搶修）施工申報竣工

違規查報

完工接管

代辦路面修復（搶修工程案件）


16


1.資料下載 2.座標計算

3.檢查測量略圖 4.圖形編輯

17

工程繪圖系統


18


6.土石方數量計算表

複核: 計算:

里程

樁號

0K+000

0K+040

0K+080

0K+120

0K+160

0K+200

0K+227.25

0K+240

0K+280

0K+285.12

0K+320

0K+360

0K+400

0K+440

0K+480

0K+520

0K+560

0K+561.57

0K+600

0K+619.44

0K+634.42

0K+640

0K+680

0K+700.59

0K+720

本頁合計

連前共計

說明

IP

TS

SC

CS

ST

TS

SC

單距

40.00

40.00

40.00

40.00

40.00

27.25

12.75

40.00

5.12

34.88

40.00

40.00

40.00

40.00

40.00

40.00

1.57

38.43

19.44

14.98

5.58

40.00

20.59

19.41

挖方

斷面積

平方公尺

3.74

4.18

4.89

5.09

4.93

4.92

17.01

5.00

4.37

4.85

5.57

6.44

3.77

25.59

4.56

9.03

5.01

4.63

7.16

9.16

10.37

9.64

11.87

11.37

9.10

5,421.00

5,421.00

平均斷面

平方公尺

3.96

4.54

4.99

5.01

4.93

10.97

11.01

4.69

4.61

5.21

6.01

5.11

14.68

15.08

6.80

7.02

4.82

5.90

8.16

9.77

10.01

10.76

11.62

10.24

體積

立方公尺

158.40

181.60

199.60

200.40

197.20

298.93

140.38

187.60

23.60

181.72

240.40

204.40

587.20

603.20

272.00

280.80

7.57

226.74

158.63

146.35

55.86

430.40

239.26

198.76

填方

斷面積

平方公尺

3.95

5.28

0.80

0.66

0.65

4.35

12.15

4.54

1.94

1.81

1.82

10.07

7.26

0.65

0.65

0.65

0.65

0.65

0.65

0.66

0.66

0.66

0.65

0.65

0.65

1,921.98

1,921.98

平均斷面

平方公尺

4.62

3.04

0.73

0.66

2.50

8.25

8.35

3.24

1.88

1.82

5.95

8.67

3.96

0.65

0.65

0.65

0.65

0.65

0.66

0.66

0.66

0.66

0.65

0.65

體積

立方公尺

184.80

121.60

29.20

26.40

100.00

224.81

106.46

129.60

9.63

63.48

238.00

346.80

158.40

26.00

26.00

26.00

1.02

24.98

12.83

9.89

3.68

26.40

13.38

12.62

備註

第 1 頁共 4 頁

土石方數量計算表工程名稱 :施工地點 :

152外環道規劃設計0728 92 年 10 月 __ 日

1.載入測量平面圖

2.道路定線

3.擷取縱橫斷面

4.縱斷面坡度設計

5.橫斷面構造物設計

原有小橋

8

IP1

IP4

IP5

IP6

IP7

IP8

0K+000.00

BP

0K+019.55

BC1

0K+028.66MC1

0K+037.77

EC1

0K+040.00

0K+060.00

0K+080.00

0K+100.00

0K+106.52

BC4

0K+117.

84MC40K+

120.00

0K+129.16EC40K+131.63BC5

0K+140.00

0K+143.68

MC5

0K+155.73

EC5

0K+160.00

0K+177.51

BC6

0K+180.00

0K+194.41

MC6

0K+200.00

0K+211.31EC

6

0K+217.26B

C70K+2

20.00

0K+231.06

MC7

0K+240.00

0K+244.86

EC7

0K+247.06

BC8

0K+259.02MC

8

0K+270.98EC8

0K+280.00

0K+294.13EP

IP資料曲線表編號偏角 θ距離 D半徑 R切線長 TL曲線長 CL矢距 SLBC 樁號MC 樁號EC 樁號

BP

28.70

0K+000.00

IP1 13-02-57R 90.59 80.00 9.15 18.22 0.520K+019.550K+028.660K+037.77

IP4 64-49-52R 27.60 20.00 12.70 22.64 3.690K+106.520K+117.840K+129.16

IP5 34-31-28R 52.20 40.00 12.43 24.10 1.890K+131.630K+143.680K+155.73

IP6 48-25-06L 38.50 40.00 17.98 33.80 3.860K+177.510K+194.410K+211.31

IP7 45-11-29L 29.40 35.00 14.57 27.60 2.910K+217.260K+231.060K+244.86

IP8 45-41-01R 35.79 30.00 12.64 23.92 2.550K+247.060K+259.020K+270.98

N

565

570

585

590

595

600

6 05

61 5

62 0

62 5

635630

625

625

630

630

625

620

615

610

605

570

565

575

580

610

630

635

610

615

610

600

595

585

575

580

590

麻竹坑崩塌地處理二期工程平面圖

比例尺：１／５００

核定

校核

審查

圖名

設計

製圖

日期年月

工程名稱麻竹坑崩塌地處理二期工程

平面圖

水土保持局第二工程所

曲線

樁號

單距

地面高

設計高

填高

挖深

坡度

118

119

120

121

122

123

124

125

126

(IP)

0K+000

121.21

121.21

0.00

0K+040

40.00

120.29

120.86

0.57

0K+080

40.00

120.41

120.51

0.10

0K+120

40.00

120.78

120.78

0.00

0K+160

40.00

121.47

121.39

0.08

0K+200

40.00

121.68

121.97

0.29

(TS)

+227.25

27.25

121.72

122.08

0.36

0K+240

12.75

121.82

122.09

0.27

0K+280

40.00

122.09

122.13

0.04

(SC)

+285.12

5.12

122.16

122.14

0.02

0K+320

34.88

122.25

122.17

0.08

0K+360

40.00

121.26

122.00

0.74

0K+400

40.00

121.20

121.75

0.55

0K+440

40.00

124.93

121.91

3.02

0K+480

40.00

122.26

122.25

0.01

0K+520

40.00

123.07

122.59

0.48

0K+560

40.00

123.08

122.93

0.15

(CS)

+561.57

1.57

123.05

122.94

0.11

0K+600

38.43

123.56

123.27

0.29

IP1 I= 70-56-42 LR =270.00 CL=392.19TL=221.69 SL=39.71

121.210K+000

120.380K+094

S=-0.88%L=94M

Y=0.09ML=30.00M

122.06+204.05

S=1.52%L=110.05M

Y=-0.05ML=30.00M

122.19+329.54

S=0.10%L=125.49M

Y=-0.03ML=30.00M

121.67+411.92

S=-0.62%L=82.38M

Y=0.06ML=30.00M

S=0.85%L=1928.78M

500

2%

107

95

1:0.

3

80

50

500

2%

107

101

1:0.

3

80

70

CL

0K+000 (IP)

121.21

121.21

500

2%

100

100

500

2%

107

95

1:0

.3

80

50

CL

0K+040.00

120.29

120.86

500

2%

100

100

500

2%

100

100

CL

0K+080.00

120.41

120.51

500

2%

100

100

500

2%

100

100

CL

0K+120.00

120.78

120.78

500

2%

100

100

500

2%

100

100

CL

0K+160.00

121.47

121.39

500

2%

107

95

1:0.

3

80

50

500

2%

107

95

1:0

.3

80

50

CL

0K+200.00

121.68

121.97

500

2%

107

185

1:0

.3

80

350

500

2%

100

100

CL

0K+227.25 (TS)

121.72

122.08

500

0.72%

107

95

1:0.

3

80

50

500

2%

107

95

1:0.

3

80

50

CL

0K+240.00

121.82

122.09

500

3.88%

107

95

1:0

.3

80

50

500

3.88%

100

100

CL

0K+280.00

122.09

122.13

500

4.63%

107

95

1:0

.3

80

50

500

4.63%

100

100

CL

0K+285.12 (SC)

122.16

122.14

500

4.63%

107

951:0

.3

80

50

500

4.63%

100

100

CL

0K+320.00

122.25

122.17

500

4.63%

107

155

1:0

.3

80

250

500

4.63%

100

100

CL

0K+360.00

121.26

122.00

19結算系統


20

統一挖補測量成果整合系統


21

三、以物件式地理倉儲方法建立管線系統

主要特點


單一物件化資料格式係本市公共管線資料庫主要格式架構，整體資料結構以倉儲方式運作，各類圖形資料以及管理所需屬性資料均儲存於空間資料庫(spatial database) 。

以網路提供Three-Tiers架構之資料處理，本府目前使用之ORACLE資料庫軟體儲存於地理資訊資訊。

22


主要特點


採用物件式資料庫架構使管線資料如同堆積木方式，一塊一塊堆積出整幅管線圖資。

優點為單一物件具備三維屬性資料的條件，使管線圖立體化後，提供應用系統採取三度空間方式之展示圖形，讓屬性資料亦能於三度空間內輕易查詢使用。

以目前本府使用之寬頻管道收費系統為例，因為採用單一物件方式紀錄管線位置，提供市府在管理寬頻管道「管中管」的特性時，可詳實管理「管中管」內管之承租、繳費及維修等收費紀錄。

23



24



25

1/500道路現況圖資編修軟體系統畫面


32

四、採用GML語言建立管線資料交換格式

主要特點


GML係OGC目前已完成的抽象化規格之一，並為XML的延伸，目的在傳送與儲存地理資訊，包含空間特徵與屬性資料。

目前國內政府機關的電子公文交換與公文檔案目錄交換等已成功採用XML為交換規格。

內政部於96年11月22、23日於台中世貿中心辦理之國土資訊系統資料流通共享課程訓練，亦指出「地理標記語言GML」為Internet新一代應用平台之共同格式，為未來地理資訊空間資料之標準流通格式。

33


主要特點


本府91年即引入開放式地理圖形標記語言(Geography Markup Language, GML)，利用「開放式地理資訊系統協會」(Open GIS Consortium, OGC)所制定的Open GIS抽象化規格與ISO制定的ISO 19100系列標準融合為一體。

自92年開始測試GML交換系統，透過網路與各管線單位開始測試資料交換，目前已將GML格式訂為本府所使用的公共管線資料庫交換格式。

34


主要特點


各管線單位使用單一圖資格式目前並無強制之規定，或限制其開發平台，市府唯有提供簡易的資料交換方法與高度分享機制,才能提高管線單位更新公共管線

資料庫的意願，並使資料庫成功運轉發揮效益。

本市辦理「公共管線資料庫建置計畫」即運用空間資料庫管理圖資方式,令管線資料即時更新，提供使用者使用上傳與下載最新的資訊,建立完善的公共管線資料更新機制。

35

公共管線空間資料庫註1

各管線資料維護權責單位台中市政府建設局管線課

管線資料庫更新維護管理系統

(Client端屬WWW系統)

管線資料庫更新維護管理系統

(Server端)

管線圖資3D展示應用系統

統一挖補測量成果整合系統

資料應用

其他應用系統

現況資料建立

新增資料建立

GML

GML

圖資編修軟體系統

空間資料庫伺服引擎


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五、建立三度空間地理資訊系統之架構

主要特點


道路路面下方管線紛雜密佈，如單靠屬性方式紀錄管線位置，此類管線資料管理方法其缺點為查詢各類管線位置時，因資料複雜使畫面雜亂不易使用。

管線分佈係立體狀分佈之於道路下方，故本市發展管線應用查詢系統，特別針對此點引用三度空間地理資訊系統（3D GIS），採虛擬實境技術應用於管線管理。

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公共管線圖資三度空間展示應用系統公共管線圖資三度空間展示應用系統


台中市公共管線圖資三度空間展示應用系統軟體架構示意圖台中市公共管線圖資三度空間展示應用系統軟體架構示意圖

ArcGIS

ArcGIS 3D Analyst 自行開發功能模組

ArcView

ArcSDE

公共管線空間資料庫

Server端

Client端

三度空間展示應用系統

公共管線資料管理系統

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公共管線圖資三度空間展示應用系統資料讀取方式示意圖公共管線圖資三度空間展示應用系統資料讀取方式示意圖

管線圖形資料庫三維即時處理引擎

本機檔案資料

TCP/IP

讀取

3D模型觀視

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查詢地下管線與人手孔資料結果可依各管理單位區分圖層與顏色

動畫檔製作

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參、台中市公共管線資料庫維運更新

台中市政府建設處為台中市道路主管機關，管線單位埋設管線需向建設處提出道路挖掘申請，藉此「道路挖掘申請」過程，提供台中市控管管線單位需完成圖資更新之主要方法。

管線單位透過網際網路提出道路申挖案件時，即採流程管制逐案列管，個案需由管線單位將完工管線位置圖上傳至『台中市公共管線資料庫更新系統』後始得將案件簽結。

一、資料更新模式

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管線科機房


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(1)

台中市挖路聯合服務中心

A1.bmp

挖路中心交付派工單由市府包商統一施工(2)

台中市公共管線資料庫

管線單位網路填寫挖路申請

工程繪圖系統本府統一挖補施工廠商完工後製作管線竣工資料

(3)

(4)

該筆竣工資料回

傳管線單位

(5)

萃取所需GML格式圖檔回傳台中市公共管線資料庫

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台中市已完成公共管線資料庫基礎建置項目，各類管線圖資可經由網路作業環境，上傳下載更新圖資，各項資料調查與系統開發成果目前使用情形良好。

然而管理作業電腦化過程並非一蹴可及，其過程需透過不斷溝通及實施人員教育訓練，並對應用程式實際上線使用後偵錯改善效能，才能發揮系統功效。

二、成果與檢討

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此上線過程中不斷發現問題，改進解決問題之過程耗時耗力，尤其人員之教育訓練乃電腦化作業過程亟需加強部分，對各類管線單位人員一一輔導系統整合問題，亦成為未來主要工作項目之一。如何結合衛星定位系統，將結算圖資供管線單位萃取「外部資料」，並思索如何將結算資料應用於各管線單位「內部資料」，使管線圖資具備防災救災功能，乃尚待解決之問題。

二、成果與檢討

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肆、系統展示

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伍、結論

公共管線資料管理方式已由紙圖模式,改進至採取三度空間地理資訊系統（3D GIS）管理公共管線,此架構可讓管線管理邁入新的里程碑。然而徒有功能齊備的應用系統,卻無相關行政配套措施,來持續更

新管線資料庫,將導致系統停擺,所有投資成為廢墟。因此為有效鼓勵管線單位將該管種圖資上傳更新，市府將訂定管線資料更新獎勵措施,並簡化管線資料更新作業,加強利用GPS衛星定位系統管理維生管線,使管線單位利用三度空間管線資料展示管理系統,管理市區地下管線,透過設共同管道及管溝訂定管線挖損歸責制度,應可讓公共管線管理制度臻於完備。

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簡報結束

台中市公共管線資料庫...

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